书城科普108影响人类的伟大发明
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第35章 发明11(2)

轻机枪则脱胎于重机枪,是人们为了避免重机枪过于笨重,机动性能差,难以与步兵协同配合的缺点而发明的,但在设计和制造过程中却借鉴了重机枪的自动原理。1902年,德国人麦德森发明了后来一直沿用其名的轻机枪。后来,贝蒂埃和霍奇基斯都在麦德森设计思想的启发下研制出了另外一种机枪,并于1914年以前装备了英国的部分军队,但这种武器并不十分理想。第一次世界大战爆发后,人们很快意识到要想在战场上克敌制胜,就必须使突击分队拥有密集的杀伤火力。轻机枪便担当了这种角色。轻机枪带有两脚架,射击时的稳定性好;枪管较厚,可以快速更换、冷却,能够长时间连续作战,保证发射密集度;它的弹后连盒或弹匣供弹方式,可以使其每分钟发射150~300发子弹,有效杀伤800米以内的集团目标和重要的单个目标,因此,轻机枪成了作战中的重要武器之一。1915年,绍沙式轻机枪又被发明出来,尽管它的研制时间仓促,制造工艺很粗糙,但制作起来却很方便,法国军队便大量装备了该种轻机枪。1917年,美军也采用该种轻机枪。

今天,轻机枪的地位逐渐被多用机枪所取代,这也从一个侧面反映出现代战争的客观需要和军事科技的快速发展变化趋势。

美国建国至今,共有43任、42位总统,其中有4位死于刺客之手。1865年,林肯总统在华盛顿一家剧院内被布思开枪打死。布思是个演员,南北战争时支持南方。1881年,加菲尔德总统就职仅4个月,就被一个失望的求职者吉托枪杀。1901年,无政府主义者科尔戈兹枪杀了麦坚利总统。1963年,肯尼迪总统被曾在美国海军服役的奥斯瓦刺杀。

自然界中,蝙蝠凭借着出色的定位本领在夜晚活得有滋有味,而我们人类凭借着聪明才智也发明了类似的武器,从此无论战争还是和平年代,都有——横空出世千里眼——雷达的诞生1940年9月15日,疯狂侵略欧洲各国、气焰嚣张的德国法西斯头子希特勒命令500架飞机集中袭击英国首都伦敦,准备给隔海相望的英国以毁灭性的打击。不料,这些像蝗虫一般扑来的机群还没进入英国领空就已被英国人发现。早有准备的英国军队给德国来犯者以迎头痛击,仅被击落的德国飞机就达185架。

英国人凭借何种秘密武器做出这样的准备?他们靠的其实是一种新研制出来的有“千里眼”美誉的现代防空武器——雷达。

雷达是利用极短的无线电波探测远距离物体的装置。它的基本原理是发出的无线电波碰到障碍后反射回来被接收器接收。接收回来的电波映在指示器上,可以得到探测目标的影像,表示测定目标的方向、距离、大小等。

1917年第一次世界大战爆发后,刚刚问世不久的飞机便被用于战争。当时没有可以提前发现敌机的雷达,敌机的突然袭击往往令人猝不及防。当时的英国人在海边面向敌机从欧洲大陆飞来的方向安放了两个类似大锅的“石镜”。他们从镜上收射的敌机的声音可以大体判断敌机的距离及飞行高度。但这个办法还比较原始,敌机稍远时难以侦察,待发现敌情时因已靠得太近,常常又来不及回击。

1922年秋季的一天,美国海军一名叫泰勒的军官和另一位军官杨格,在一条河边作无线电通信试验。试验时发现,当发射机和接收机之间有船舶通过时,接收机接收到信号会受到影响。

作为海军军官,泰勒和杨格马上想到,这个现象可以用于海战。原来,在一战中敌方军舰经常在夜间借着夜幕的掩护,对停泊下来的军舰进行偷袭。如果在舰艇上安装上无线电发射机,利用电波反射就可以发现敌舰。两个人商量决定继续试验。经过反复研究,他们终于证明了自己的设想是切实可行的。从此,雷达的概念诞生了。

30年代中期希特勒上台后,他的侵略野心和残暴本性逐渐为人们所认知,欧洲大陆的形势异常紧张,英国政府也积极准备应付可能到来的紧急变化。1935年1月,英国皇家无线电研究所所长沃特森·瓦特接到英国政府要求尽快研制出一种可探测远距离飞机行动的装置的任务。沃特森所领导的研制小组经过调研确定了利用无线电的特性进行研制的路线。而在此前的1922年,“无线电之父”马可尼就已预言,利用无线电波遇到障碍会返回来的特性,完全有可能设计制造出一种仪器用来控制远距离船只的存在和方位。

沃特森深知这项研究关系到国家的存亡,责任重大。他辞却一切社会活动,全力以赴潜心研制。然而很多天都没有实质性的进展。直到有一天,仪器的观测(荧光)屏上出现一连串的亮点,这亮点是什么?他们谁也不知道。实际上恰恰就是他们昼思夜想孜孜以求的。他们经过反复试验排除了各种假设,确认那亮点就是前方障碍物反射回来的无线电波在雷达荧屏上显示的信号。沃特森就在此基础上试制出了一台无线电波的发射和接收能力都很强的装置。1935年2月26日,他们将之装上汽车进行试验——一架试验飞机从15公里以外飞来,到12公里处,装置收到了发向飞机的无线电波反射回来的信号。世界上第一台雷达诞生了!之后,他们在绝对保密的情况下解决了一系列难题,直到可以做到发现80公里以外的敌机。英国人有了这种秘密武器——“千里眼”,在二战爆发后,让许多德国法西斯越海轰炸英国本土的飞机有来无回。

雷达和原子弹、青霉素被称为二次世界大战期间最重要的三大发明。据不完全统计,目前世界上至少有400多种各式各样的军用雷达。

雷达并非十全十美,它也有一些弱点,有待克服和解决。比如有盲区、易暴露自身、易遭干扰等。

1991年海湾战争中,盟国实施“沙漠风暴”行动。数十架轰炸机,贴着地面或海面,超低空钻进伊拉克本土,对十几个雷达站突然发动攻击。强大的电子干扰使雷达失灵,接着反雷达导弹就跟踪而来,百发百中,无情地摧毁了伊拉克的雷达站。伊拉克的空中、海面警戒系统全盘崩溃。

从最初的简陋装置到今天的精密武器,它在敌对双方的斗法中不断改进,让战争中的任何一艘舰船都不敢掉以轻心——藏在水底的杀手——层出不穷的水雷家族三百五十多年前,中国人最早发明了水雷。

明朝嘉靖年间,为了抵御来犯的倭寇,中国人发明了“水底雷”。“水底雷”实际上是一只密封的用油纸、油布包裹的大木箱,箱里装着黑色火药,箱底下拖了根铁锚,使箱子能隐蔽地固定在水中一定深度。人们把这个新奇玩意儿布设在倭寇经常登陆的海湾中,用一根绳索一直伸到岸上。当岸上的守军看到敌船靠近“水底雷”的时候,就拉动绳子起爆“水底雷”。

在水雷诞生二百多年后,远在地球另一端的北美洲人又掀开了水雷发明史上新的一页。

1778年1月,美国独立战争正打得如火如荼。北美洲民兵在各处与英国军队作战。

一天,一艘正在田纳西河中逆流而上的英国军舰遇上了一桩怪事。船头上的哨兵发现上游漂来一只啤酒桶。舰长大感意外,让士兵将其捞上来。桶边上还有根小棍子,一个水兵便去拨弄那根棍子……

说时迟,那时快,船长只听得一声巨响,便被震下了舰桥。等他跌落到硝烟弥漫的甲板上时,才意识到是刚才那只啤酒桶捣的鬼。

原来北美民兵把火药放在啤酒桶里,外面装上小棍子,里面连接着弹簧发火装置。然后让它沿河往下漂,如有军舰碰上了,一触动桶上的小棍子,就会引起爆炸。英国人一下子死伤了二十多人,以后看见啤酒桶就退避三舍了。

从现代武器观来看,中国人的水底雷是原始的“视发锚雷”,就是用锚固定在水中,在人眼所见的范围内控制发火的水雷;北美人的啤酒桶则是“触发漂雷”的雏形,即漂浮在水面上,靠触发引信引爆的水雷。

从此以后,水雷的发展速度明显加快,水雷发明史不断地被刷新。发明了蒸汽船的富尔顿也投入其中。

富尔敦看到,早期的水雷多是漂雷,这种雷最大缺点是漂忽不定,有时会出现要它去的地方不去,不该去的地方偏要去的尴尬事,弄不好还会炸了自己人。而且,它浮在水面上也太显眼了,硕大的体积漂在海面上,没有多少人会愚蠢得上门送死。

富尔敦想,得让水雷没到水里去,还要让它能固定在某一个地方,不随便乱跑。而且,还应该使水雷固定在离海面不远的一定深度,这样才能达到炸船的目的。

依照这些想法,富尔敦开始构思他的发明。只要在水雷上附着一个重物就可以让水雷没到水里去。而让它固定在一个地方,只需要配上一个固定船只那样的铁锚,或者将那附着的重物做得笨重一些就可以了。固定在海面下一定深度,虽有点麻烦,但也能设法解决,即将水雷设计成像漂雷那样能浮起的,再在水雷下部系一绳索与附着的重物相连,只要控制绳索长度,它就被固定在一定深度了。

就这样,一个个技术难题解决了,富尔敦终于发明了一种新式水雷——“自动定深锚雷”。

这种水雷包含雷体和雷锚两部分。雷体是水雷的主体,由半球体和圆柱体结合而成。为了使水雷能浮在水中,雷体的上半部分设计成空的,下部分装炸药,还装有用于引爆的电雷管。在雷体半球形的雷头上,装有5个羊角似的触角,只要其中任何一只触角被舰船碰弯了,装在雷体内的电池和电雷管之间的电路就接通了,水雷就会爆炸。

雷锚则是个笨重的铁车,却有很重要的作用。它既能用来在舰上推动雷体,又能利用装在它上面的定深机械,自动控制雷索放出的长度,使水雷浮在水面以下预定的深度上。布雷时,人们将铁车连雷体一起推到水里,铁车与雷体分开,一直沉到水底扎下根来,并固定不动。

富尔敦还特意给雷体刷上黑油漆。以使没在水下的水雷不易被发现。这样,从船上望下去,海水里几米深处都是黑漆漆的一片,谁也不会发现那里藏着一只水雷。

富尔敦的水雷比起中国人的大木箱“水底雷”和北美人的“啤酒桶漂雷”,大大前进了一步,真正成为水上作战的一种利器了。

1940年,德国军官施纳德在海边漫步,看着熟悉的海边环境,他不由想到,当舰船在水中航行时,船下面的水的流动会比其他地方快一些,船体越大,船速越快,水压的这种变化也越大。那么,能不能制成一种像牡蛎一样对水压变化敏感的水雷,利用这种变化来引爆呢?施纳德赶快回到研究所里去,他使这个构思成为一个方案,最终制得一种新式水雷。这种新式水雷的上部有一个压力接受器,当舰船通过它的上方的时候,它就会感受到水压降低,装在里面的仪器接受到了这个“情报”之后,立即接通电路,使水雷爆炸。因为是从牡蛎那里得到的启发,施纳德便把它叫做了“蚝雷”。

蚝雷问世后不久,便在战场上一显身手,令各方将士瞠目结舌。

发展到现在,水雷新兵接踵而出。水雷家族阵势庞大,人类的海战也不断升级。

世界上最先进的水雷是英国研制的“海胆”水雷,它是一种很敏感,又能控制自己的沉底雷。它有控制程序,当舰船行至最合适的位置,它才爆炸。另外,它还有自行检查内部故障的能力,如果在定期检查时发现问题,将会自动失效。这种水雷寿命很长,可达数十年,称得上是一种“长命水雷”。

磁性水雷、水压水雷和音响水雷都是德国人发明的,有趣的是海战史上最大的水雷阵却是对付德国的。1918年,英、美两国用了6个月的时间,布设7万多枚水雷,组成230千米长的水雷阵,封锁北海北部海域,由于雷阵被德军侦破,加之水雷质量不佳,只炸毁德国潜艇6艘,效果并不理想。

1999年发生的“库尔斯克号”事件在让举世为之震惊、悲伤的同时,也把人们的目光又一次聚焦在它身上——深海里的堡垒——潜艇发明秘密关于人们在水下航行的传说很多,据说亚历山大大帝就曾用一个玻璃桶在水下旅行。这样的故事听起来不现实,但是,1620年荷兰物理学家科尼利斯·德雷布尔的确在英国建成了第一艘潜水船。

这艘船用木质做骨架,外面包了层牛皮,船内装有很多羊皮囊。只要一只只打开皮囊,让海水流入,船身就开始下潜,一旦挤出皮囊中的海水,船身就上浮到海面。这艘潜水船形象地取名叫“隐蔽鳗鱼”号,但它实际上是靠人力摇桨前进,不具备实战价值,还不能叫潜艇。然而它毕竟证明了水下航行的可能性。

美国人布什内尔是发明第一艘能作战的潜艇的人。1775年美国独立战争爆发,第二年英国殖民军的舰队就开到纽约城下。布什内尔就去找起义军首领,把自己制造潜艇从水下攻击英国军舰的方案说了出来。他的方案当即受到重视。第一艘潜艇“海龟”号诞生了,它是一条用木头制作外壳的小艇,形状像一只尖头朝下的鹅蛋。艇底有一个小水柜,艇内装有一台小水泵,向水柜灌水时小艇潜入水中;当水泵把水柜里面的水抽出来时,小艇就上浮。

埃兹拉上士奉命操纵该艇袭击英舰“鹰号”,“海龟”号靠人力摇动螺旋桨推进,慢慢向英国战列舰“鹰号”前进。由于上士操纵不熟练,再加上潮水冲击,费了好大劲才靠上舰。上士对准敌舰正下方,摇钻打洞,企图把炸药挂到敌舰上。不巧钻头碰到金属板上,怎么也钻不进去,眼看空气快耗完了,他不得不驾驶潜艇浮出海面,不幸被英军巡逻艇发现,上士急中生智,引爆了炸药包。英军吓坏了,弄不清是什么“怪物”,连夜下令舰队离开纽约。这次行动被起义部队总司令华盛顿称赞为“一次天才的尝试”。

19世纪60年代美国南北战争期间,蒸汽机推进的潜艇问世,揭开了潜艇作战的序幕。1863年12月5日夜,南军潜艇“大卫”号在查理士港外用长杆鱼雷击伤了北军的“克伦威尔”号铁甲舰,这是潜艇击伤敌舰的首次战例。

1893年,第一艘用电池为动力的潜艇诞生在法国。4年后,美国新泽西州造出了一艘以汽油机为水面航行动力,以蓄电池电力推动在水下航行的潜艇。它成了现代潜艇的鼻祖。

1945年世界上有了核武器。美国一位科学家在报告中预言:原子能有可能成为驱动舰船汽轮机的动力。美国海军机电部的工程师里克弗上校得知后非常兴奋。他想原子能燃烧时不要空气助燃,潜水艇上如果用它代替柴油机,这样潜艇在水下逗留时间就可以不受限制,那个最易暴露目标的通气管也可以取掉了。第二天一早,他兴致勃勃地去找原子能专家交谈,探讨自己想法的可能性。1945年的10月,他给美国国防部作战部长和海军部长写信,建议试制船用核动力。